Question

生物質(zhì)資源是一種污染小的可再生能源．生物質(zhì)的主要轉(zhuǎn)化途徑及主要產(chǎn)物如圖1．

（1）下列有關(guān)說(shuō)法正確的是

 

．
a．生物質(zhì)能，本質(zhì)上能量來(lái)源于太陽(yáng)能
b．由纖維素水解獲得的乙醇作燃料是利用了生物質(zhì)能
c．生物質(zhì)裂解獲得的汽油、柴油等屬于純凈物
d．由植物秸桿等厭氧發(fā)酵獲得的沼氣，主要成分是甲烷
（2）由生物質(zhì)能獲得的CO和H₂，可以合成甲醇和二甲醚（CH₃OCH₃）及許多烴類(lèi)物質(zhì)．當(dāng)兩者1：1催化反應(yīng)，其原子利用率達(dá)100%，合成的物質(zhì)可能是

 

．
a．汽油    b．甲醇c．甲醛  d．乙酸
（3）甲醇是一種重要的化工原料，工業(yè)上合成甲醇的反應(yīng)：CO（g）+2H₂（g）CH₃OH（g）；△H=-90.8kJ?mol^-1．若在溫度、容積相同的3個(gè)密閉容器中，按不同方式投入反應(yīng)物，保持恒溫、恒容，測(cè)得反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)的有關(guān)數(shù)據(jù)如下：

容器	甲	乙	丙
反應(yīng)物投入量	1molCO、2molH2	1mol CH3OH	2molCO、4molH2
CH3OH的濃度（mol/L）	c1	c2	c3
反應(yīng)的能量變化	放出Q1 kJ	吸收Q2 kJ	放出Q3 kJ
反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率	α 1	α 2	α 3

下列說(shuō)法正確的是

 

．
a．c₁=c₂      b.2Q₁=Q₃         c．α₂+α₃＜100%
（4）在一定溫度和壓強(qiáng)下，CO和H₂催化合成二甲醚的反應(yīng)為：3H₂（g）+3CO（g）?CH₃OCH₃（g）+CO₂（g）
①若一體積可變的密閉容器中充入3mol H₂、3mol CO、1mol CH₃OCH₃、1mol CO₂，經(jīng)一定時(shí)間達(dá)到平衡，并測(cè)得平衡時(shí)混合氣體密度是同溫同壓下起始時(shí)的1.6倍．則：①反應(yīng)開(kāi)始時(shí)正、逆反應(yīng)速率的大�。簐（正）

 

v（逆）（填“＞”、“＜”或“=”），理由是

 

．平衡時(shí)n（CH₃OCH₃）=

 

mol．②圖2為綠色電源“直接二甲醚燃料電池”的工作原理示意圖．b電極是

 

極；a電極的反應(yīng)式為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)平衡的計(jì)算,常見(jiàn)的能量轉(zhuǎn)化形式

專(zhuān)題：

分析：（1）a．生物質(zhì)能來(lái)源于太陽(yáng)能；b．乙醇來(lái)源于纖維素；c．混合物是指由多種物質(zhì)組成的物質(zhì)；d．沼氣的主要成分是甲烷；
（2）根據(jù)質(zhì)量守恒定律和化合反應(yīng)的定義和特點(diǎn)判斷，主要是利用反應(yīng)前后原子的種類(lèi)不變，其數(shù)目必保持不變分析判斷；
（3）a．根據(jù)是否形成等效平衡解題；b．增大壓強(qiáng)平衡向體積減小的方向移動(dòng)；c．無(wú)法求出轉(zhuǎn)化率；
（4）①反應(yīng)前后氣體總質(zhì)量不變；測(cè)得平衡時(shí)混合氣體密度是同溫同壓下起始時(shí)的1.6倍，說(shuō)明物質(zhì)的量在減少，判斷出開(kāi)始正向進(jìn)行，用差量法方程式中3H₂（g）+3CO（g）?CH₃OCH₃（g）+CO₂（g）減少了4mol解題；
②負(fù)極失電子，正極得電子；（CH₃）₂O-12e^-+3H₂O=2CO₂+12H⁺；

解答： 解：（1）a．生物質(zhì)本質(zhì)上能來(lái)源于太陽(yáng)能，故a正確；
b．纖維素水解獲得的乙醇來(lái)源于纖維素，屬于生物質(zhì)能，故b正確；
c．汽油、柴油等屬于混合物，故c錯(cuò)誤；
d．沼氣的主要成分是甲烷，故d正確；
故選abd；
（2））“綠色化學(xué)”能實(shí)現(xiàn)零排放，即反應(yīng)物中的原子利用率達(dá)到100%，也就是說(shuō)反應(yīng)類(lèi)型一般是化合反應(yīng)，且反應(yīng)后產(chǎn)物中的各原子數(shù)目比不變，CO和H₂在一定條件下按照不同的比例反應(yīng)，可假定反應(yīng)時(shí)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比為1：1，則只要各選項(xiàng)中的化學(xué)式能化為形式（CO）_n（H₂）_n，都是正確的，汽油是混合物，甲醇（CH₄O）可變?yōu)椋–O）₁（H₂）₂，甲醛（CH₂O）可變?yōu)椋–O）₁（H₂）₁，乙酸（C₂H₄O₂）可變?yōu)椋–O）₂（H₂）₂，故答案為：cd；
（3）a．1molCO、2molH₂與1mol CH₃OH的等效的，平衡時(shí)CH₃OH的濃度c₁=c₂，故a正確；
b．丙的反應(yīng)物投入量是甲的二倍，容積相同，壓強(qiáng)比甲大，平衡向右進(jìn)行，放出的熱量2Q₁＜Q₃，故b錯(cuò)誤；
C．無(wú)法求出轉(zhuǎn)化率，故c錯(cuò)誤；
故答案為：a；
（4）①反應(yīng)前后氣體總質(zhì)量不變，同溫、同壓下，達(dá)到平衡時(shí)，氣體密度增大，即氣體體積縮��；平衡時(shí)混合氣體密度是同溫同壓下起始時(shí)的1.6倍，則總物質(zhì)的量變?yōu)樵�先�?.625倍，總物質(zhì)的量=8×0.625=5mol，反應(yīng)前后減少了3mol，說(shuō)明開(kāi)始向正反應(yīng)進(jìn)行，v（正）＞v（逆），設(shè)反應(yīng)生成甲醚Xmol，
3H₂（g）+3CO（g）?CH₃OCH₃（g）+CO₂（g）減少了4mol，得
                   1                        4
                   x                        3

1

x

=

4

3

解得：x=0.75mol
平衡時(shí)，n（CH₃OCH₃）=1+0.75=1.75mol，
故答案為：＞；反應(yīng)前后氣體總質(zhì)量不變，同溫、同壓下，達(dá)到平衡時(shí)，氣體密度增大，即氣體體積縮小，平衡正移； 1.75；
②氧氣得電子，化合價(jià)降低，故b電極是正極；由圖知在a電極二甲醚與水反應(yīng)生成二氧化碳和氫離子，故a電極的反應(yīng)式為（CH₃）₂O-12e^-+3H₂O=2CO₂+12H⁺，
故答案為：正；（CH₃）₂O-12e^-+3H₂O=2CO₂+12H⁺；

點(diǎn)評(píng)：本題考查等效平衡、化學(xué)平衡的計(jì)算、化學(xué)電源新型電池等，題目難度較大，注意化學(xué)平衡的計(jì)算是本題的難點(diǎn)，注意差量法的應(yīng)用．